Ontologies & Web sémantique Institut supérieur de gestion de Tunis Ontologies & Web sémantique gharbi.itidal@gmail.com Itidal Gharbi 15/04/2010

Ontologie et web sémantique Références « Ontologies - Introduction and Overview » de A. Johannes Pretorius « An Overview of Ontologies » de María Auxilio et Medina Nieto Cours web sémantique de Mme. Faiez Rim, ISG Tunis (2009-2010) 15/04/2010 Ontologie et web sémantique

Ontologie et web sémantique Objectifs Avoir un aperçu sur les ontologies Leurs représentations Leur utilisation pour le web sémantique 15/04/2010 Ontologie et web sémantique

Ontologie et web sémantique Partie 1 : Ontologies Historique Définitions Généralités Les niveaux d’ontologies Cycle de vie d’une ontologie Construction d’une ontologie Langages Évaluation Domaines d’utilisation 15/04/2010 Ontologie et web sémantique

Ontologie et web sémantique 1. Un peu d’histoire… Un terme provenant de la Philosophie… Etude de l’être, de l’existence, des propriétés générales d’un être (qualités, substance), science de l’être en tant qu’être… L'étude des propriétés générales de ce qui existe. Années 1990: introduit en intelligence artificielle 15/04/2010 Ontologie et web sémantique

Ontologie et web sémantique 2. Définitions “Une ontologie est la spécification d'une conceptualisation d'un domaine de connaissance” [Gruber 1993] Deux dimensions : la conceptualisation d'un domaine = le choix de la manière de décrire un domaine. la spécification de cette conceptualisation = sa description formelle. L’ontologie est un modèle représentatif d'un ensemble de concepts et de leurs relations. Utilisation : Pour modéliser un ensemble de connaissances dans un domaine donné, qui peut être réel ou imaginaire. Utiliser pour raisonner à propos des objets du domaine concerné 15/04/2010 Ontologie et web sémantique

Ontologie et web sémantique 3. Généralités Les ontologies décrivent des : Individus : les objets de base Classes : ensembles, collections, ou types d'objets Attributs : propriétés, fonctionnalités, caractéristiques ou paramètres que les objets peuvent posséder et partager Relations : les liens que les objets peuvent avoir entre eux Événements : changements subis par des attributs ou des relations Les concepts sont organisés dans un graphe dont les relations peuvent être : des relations sémantiques des relations d’inclusion 15/04/2010 Ontologie et web sémantique

Exemple Ontologie en chimie : composition de molécules 15/04/2010 Ontologie et web sémantique

4. Différents niveaux d'ontologies Selon le domaine modélisé et les tâches pour lesquelles elles sont conçues Les ontologies d'application ont un domaine de validité restreint et correspondent à l'exécution d'une tâche. Les ontologies de domaine sont plus larges et ne sont pas propres à une tâche particulière. Les ontologies générales ne sont pas propres à un domaine. Leur précision est moyenne. Les ontologies supérieures (upper level ontologies) représentent des concepts généraux comme l'espace, le temps ou la matière. Elles sont universelles. 15/04/2010 Ontologie et web sémantique

Ontologies d’application supérieures Générales Ontologies du domaine Ontologies d’application • Les ontologies d'application ont un domaine de validité restreint et correspondent l'exécution d'une tâche. • Les ontologies de domaine ont un faisceau plus large, une bonne précision et ne sont pas propres à une tâche particulière. Ontologies propres aux télécommunications, à l’industrie minière, à la biologie génétique, le transport, la géographie,le génie logiciel, etc.   Les ontologies générales ne sont pas propres à un domaine. Ex. MILO – Mid-level ontology de IEEE Les ontologies supérieures (upper level ontologies) représentent des concepts généraux comme l'espace, le temps ou la matière. Elles sont universelles. Les concepts des trois autres types d'ontologie peuvent y faire référence. 15/04/2010 Ontologie et web sémantique

5. Cycle de vie d’une ontologie 15/04/2010 Ontologie et web sémantique

6. Construction d’une ontologie Trois méthodes distinctes : Méthode manuelle : les experts réalisent une nouvelle ontologie d’un domaine ou étendent une ontologie existante. Méthode automatique : construite par des techniques d’extraction des connaissances : les concepts et les relations sont extraits et ensuite vérifiés par des inférences, pour construire une ontologie. Mixte : construite par des techniques automatiques mais elles permettent d’étendre les ontologies ayant été construites manuellement. 15/04/2010 Ontologie et web sémantique

Ontologie et web sémantique 6.1. Langages… Les langages sont indispensables pour faciliter l’exploitation automatique ou semi-automatique de l’information par un ordinateur tout en gardant la signification du contenu pour les êtres humains. Dans ce domaine, deux langages sont aujourd’hui en concurrence : RDF(Resource Description Framework) et OWL, supportés par le W3C (The World Wide Web Consortium ) Les Topic Maps : un standard proposé par l’ISO(Organisation internationale de normalisation) . 15/04/2010 Ontologie et web sémantique

Exemple: RDF (une page web) 15/04/2010 Ontologie et web sémantique

Ontologie et web sémantique Un exemple: TOPIC MAPS 15/04/2010 Ontologie et web sémantique

6.2. Critères d'évaluation d'une ontologie Cinq critères (Gruber): La clarté  La cohérence L'extensibilité Une déformation d'encodage minimale  Un engagement ontologique minimal La clarté : La définition d'un concept doit faire passer le sens voulu du terme, de manière aussi objective que possible (indépendante du contexte). Une définition doit de plus être complète (c’est-à-dire définie par des conditions à la fois nécessaires et suffisantes) et documentée en langage naturel. La cohérence : Rien qui ne puisse être inféré de l'ontologie ne doit entrer en contradiction avec les définitions des concepts (y compris celles qui sont exprimées en langage naturel). L'extensibilité : Les extensions qui pourront être ajoutées à l'ontologie doivent être anticipées. Il doit être possible d'ajouter de nouveaux concepts sans avoir à toucher aux fondations de l'ontologie. Une déformation d'encodage minimale : Une déformation d'encodage a lieu lorsque la spécification influe la conceptualisation (un concept donné peut être plus simple à définir d'une certaine façon pour un langage d'ontologie donné, bien que cette définition ne corresponde pas exactement au sens initial). Ces déformations doivent être évitées autant que possible. Un engagement ontologique minimal : Le but d'une ontologie est de définir un vocabulaire pour décrire un domaine, si possible de manière complète ; ni plus, ni moins. Contrairement aux bases de connaissances par exemple, on n'attend pas d'une ontologie qu'elle soit en mesure de fournir systématiquement une réponse à une question arbitraire sur le domaine. Une ontologie est la théorie la plus faible couvrant un domaine ; elle ne définit que les termes nécessaires pour partager la connaissance liée à ce domaine. 15/04/2010 Ontologie et web sémantique

7. Domaines d’utilisation Les ontologies sont employées comme une forme de représentation de la connaissance d'un monde ou d'une partie du monde. Dans plusieurs disciplines: l'intelligence artificielle le génie logiciel l'informatique biomédicale l'architecture de l'information le Web sémantique 15/04/2010 Ontologie et web sémantique

Partie 2 : Web Sémantique Définition Du World Wide web(WWW) au Web sémantique Principes Web sémantique et ontologie Métadonnées et Web Sémantique 15/04/2010 Ontologie et web sémantique

Ontologie et web sémantique 1. Définition Tim Berners-Lee (2001) les informations ne seraient plus stockées mais "comprises" par les ordinateurs afin d'apporter à l'utilisateur ce qu'il cherche vraiment. Buts : Donner à l'information présente sur le Web une représentation sémantique afin de permettre aux ordinateurs d'interpréter le contenu des documents (textes, vidéos…) Améliorer les moteurs de recherche. 15/04/2010 Ontologie et web sémantique

Ontologie et web sémantique 2. Web vs Web Sémantique 15/04/2010 Ontologie et web sémantique

Ontologie et web sémantique 3. Principes Le WS repose sur la séparation information/représentation. Faciliter la gestion et le traitement. Utilisation des ontologies pour une identification plus simple et unique des ressources. le WS est une infrastructure au sein de laquelle chaque ressource est couplée à des métadonnées pour décrire les ressources les relations qui les lient à l’aide de marqueurs sémantiques. D’un point de vue structurel, le WS s’appui sur les technologies XML. 15/04/2010 Ontologie et web sémantique

Ontologie et web sémantique 4. WS et Ontologie WS + Ontologies offrent trois avancées majeures : Des possibilités de recherche améliorées Une automatisation des tâches Une interopérabilité des systèmes 15/04/2010 Ontologie et web sémantique

Métadonnées et Web Sémantique Description par des fiches de métadonnées. Regroupement dans un référentiel de ressources d’apprentissage. Un élément de base du Web sémantique. Pour des recherches intelligentes et l’intégration dans des environnements d’apprentissage 15/04/2010 Ontologie et web sémantique